- Đứt gãy thuận
c. Thiết kế kỹ thuật thi công
Để đạt được mục đích đề ra, sau đây là một vài đề xuất thiết kế kỹ thuật và thi công các công trình khoan thăm dò:
* Cấu trúc lỗ khoan: Dựa vào đặc điểm đất đá và than, chiều sâu các lỗ khoan, thiết kế các lỗ khoan như sau:
- Trong trường hợp đất đá ổn định thì từ chiều sâu 0 ÷ 10m chọn đường kính lỗ khoan là Φ132mm và chống ống định hướng Φ127mm. Khi chiều sâu > 10m chọn đường kính Φ76mm.
- Trong trường hợp đất đá không ổn định thì từ chiều sâu 0 ÷ 10m chọn đường kính lỗ khoan là Φ132mm và chống ống định hướng Φ127mm. Từ chiều sâu 10 ÷ 100m chọn đường kính lỗ khoan là Φ112mm và chống ống định hướng Φ127mm. Khi chiều sâu > 100m chọn đường kính Φ 76mm.
* Thiết bị và dụng cụ khoan: Căn cứ vào chiều sâu, cấu trúc lỗ khoan của từng công trình khoan, tôi thiết kế sử dụng các thiết bị máy khoan sau: XY-42, XY-44 và XY5 để thi công các lỗ khoan trong phương án. Công tác khoan được tiến hành bằng lưỡi khoan hợp kim và lưỡi khoan kim cương. Điều kiện áp dụng và chế độ cụ thể cho hai loại lưỡi khoan như sau:
- Lưỡi khoan kim cương: Được áp dụng để khoan lấy mẫu qua các tầng đất đá bền vững rắn chắc, mài mòn, có độ cứng từ cấp VIII đến cấp XII theo độ khoan. Chế độ khoan như sau:
Bảng 3.4: Bảng chế độ khoan kim cương Φ112mm
Kiểu lưỡi khoan
Điều kiện sử dụng Chế độ khoan
Cấp đất đá Mức độ nứt nẻ P (KG) n (v/ph) Q (l/ph)
Chặt xít 1000÷1400 460÷254 50
02U4T IX÷XII Nứt nẻ 600÷1100 460÷188 50÷70
Bảng 3.5: Bảng chế độ khoan kim cương Φ76mm
Kiểu lưỡi khoan
Điều kiện sử dụng Chế độ khoan
Cấp đất đá Mức độ nứt nẻ P (KG) n (v/ph) Q (l/ph) Chặt xít 600÷70 340÷18 50÷70 Nứt nẻ 550÷65 188÷11 50÷70 Chặt xít 650÷75 460÷18 30÷50 TQ – 50, 55HRC Nứt nẻ 500÷70 340÷11 50÷70 Chặt xít 800÷10 576÷46 50 02U4T IX÷XII Nứt nẻ 400÷90 576÷18 50÷70 - Lưỡi khoan hợp kim Φ76mm: Khoan bằng lưỡi khoan hợp kim được áp dụng cho các tầng đất đá có độ cứng từ cấp VI trở xuống và khoan qua than.
Bảng 3.6: Bảng chế độ khoan hợp kim Φ76mm
Kiểu lưỡi khoan
Chế độ khoan
P (KG) n (v/ph) Q (l/ph)
CA5 750÷900 150÷380 60÷90
CA4 600÷700 150÷280 60÷90
* Phương pháp rửa và loại nước rửa lỗ khoan: Trong phương án sử dụng phương pháp rửa thuận để rửa lỗ khoan. Dung dịch được bơm qua cần khoan xuống đáy làm mát lưỡi khoan và vận chuyển mùn khoan đi qua khoảng không hình xuyến giữa cần khoan và thành lỗ khoan trên mặt đất.
* Biện pháp chống cong lỗ khoan: Để hạn chế tối đa hiện tượng cong lỗ khoan cần lưu ý những điểm sau:
- Bộ dụng cụ khoan phải đạt chất lượng cứng vững và thẳng, đặc biệt là đoạn chuyển tiếp giữa cần và ống phải thật đồng tâm, độ đồng tâm không vượt quá
01A3 VII÷IX
trong tầng đá xem kẹp góc dốc lớn, cần sử dụng bộ định vị tâm và giảm áp lực của đáy xuống 1/3 lần, tăng tốc độ vòng quay.
- Khoan qua tầng mềm bở phải sử dụng dung dich sét tốt và tiến độ khoan nhanh, lưu lượng hạn chế, chống ống mở rộng thành lỗ khoan.
- Khi gặp hang hốc hoặc hầm lò phải sử dụng bộ khoan cứng vững có chiều dài lớn hơn chiều dài hang hốc ít nhất là 5m. Khoan ban đầu với áp lực nhỏ từ 50 đến 100kg, tốc độ số 1, lưu lượng nhỏ sau đó mới tăng dần từ 200 đến 300kg. Khi khoan tới và vào đáy hang mới được tăng các giá trị thông số chế độ khoan tới mức bình thường.
- Khi khoan chuyển đường kính, nhất thiết phải sử dụng bộ ống định tâm khoan khoảng 3m với áp lực giảm 1,3 lần so với bình thường, tốc độ số 1 sau đó mới chuyển sang khoan bằng bộ dụng cụ bình thường.
- Khi khoan độ rộng lỗ khoan bằng lưỡi khoan hợp kim phải có ống định hướng và khoan với áp lực đáy giảm 1,5 lần so với giá trị bình thường.
* Phương pháp nâng cao tỷ lệ mẫu:
Để nâng cao tỷ lệ mẫu trước tiên cần sử dụng các bộ dụng cụ ống mẫu phù hợp với từng loại đất đá, than được khoan qua. Phương án này đề cập đến 2 phương pháp lấy mẫu như sau:
- Sử dụng ống đơn Φ73 để lấy mẫu trong tầng ổn định.
- Sử dụng ống kẹp Φ73/59 để lấy mẫu trong tầng đất đá kém ổn định và trong tầng than dễ bị phá hủy do tác dụng của dung dịch khoan.
* Công tác kết thúc lỗ khoan:
Sau khi kết thúc mỗi lỗ khoan, kỹ thuật theo dõi địa chất cần kiểm tra khối lượng và chất lượng, lập biên bản nghiệm thu lỗ khoan. Các lỗ khoan sau khi nghiệm thu được lấp bằng gen xi măng theo tỷ lệ quy định là 6kg xi măng trên một mét khoan đường kính 76mm.
Phương pháp lấp từ dưới lên trên bằng cách bơm dung dịch xi măng theo cột cần khoan xuống đáy lỗ khoan, tùy theo lượng xi măng bơm vào mà rút cần khoan lên cho tới khi hết lượng ghen xi măng tính toán đủ đầy lỗ khoan. Sau khi xi măng ngót tiến hành lấp đầy lỗ khoan và xây mốc lỗ khoan theo quy phạm.
3.3.2.4. Công tác địa vật lý lỗ khoan
Nhiệm vụ và công tác đo karota :
- Phát hiện vỉa mất mẫu, phân chia cột địa tầng.
- Xác định các đứt gãy, đồng danh vỉa than trên cơ sở xác định tính chất của chúng.
- Xác định độ cong lỗ khoan và phương vị lỗ khoan để tính toạ độ trụ vỉa vv … Để thực hiện mục tiêu đề ra, em dự kiến áp dụng phương pháp địa vật lý lỗ khoan như sau: Sử dụng tổ hợp đo vật lý lỗ khoan gồm 6 phương pháp
- Phương pháp điện trở suất biểu kiến (uk).
- Phương pháp đo cường độ dòng điện (trạm AEKS – 900). - Phương pháp đo dẫn suất biểu kiến (uk).
- Phương pháp gamma tự nhiên (GK).
- Phương pháp gamma gamma nhân tạo (GGK). - Phương pháp đo độ lệch.
- Phương pháp đo đường kính lỗ khoan.
Dự kiến khối lượng đo là 2699 m/12 lỗ khoan.
3.3.2.5. Công tác địa chất thuỷ văn, địa chất công trình
* Nhiệm vụ:
Công tác địa chất thủy văn – địa chất công trình được tiến hành nhằm mục đích làm sáng tỏ điều kiện tàng trữ, vận động của nước mặt, nước dưới đất, đặc trưng về tính chất cơ lý của đất, đá trong phạm vi khu mỏ nhằm mục đích cho việc đánh giá điều kiện khai thác mỏ.
Để đạt được mục tiêu trên, công tác địa chất thủy văn – địa chất công trình cần phải tiến hành các công việc sau đây:
* Quan trắc đơn giản địa chất thủy văn: Công tác này được tiến hành ở tất cả các công trình khoan thăm dò nhắm xác định chiều sâu mực nước tĩnh, lượng tiêu hoa dung dịch, các hiện tượng xảy ra trong quá trình khoan. Việc quan trắc được tiến hành liên tục từ khi bắt đầu thi công công trình cho đến khi kết thúc.
* Bơm nước thí nghiệm: Nghiên cứu mức độ thấm nước của đất, đá theo thời
gian đo hồi phục mực nước. Tiến hành tính lưu lượng nước, độ hạ thấp mực nước, lưu lượng đơn vị tĩnh, đo mực nước hồi phục theo thời gian.
Dự kiến tiến hành bơm nước thí nghiệm tại 3 công trình khoan.
* Lấy mẫu cơ lý đá: Lấy mẫu cơ lý đá nhằm xác định tính chất cơ lý của đá ở
vách và trụ vỉa than. Mẫu được lấy trực tiếp ở sát vách và trụ các vỉa than. Các chủ tiêu phân tích: Cường độ kháng nén (δn), kháng kéo (δk), lực dính kết (C), góc ma sát
Trong phương án dự kiến lấy 26 mẫu cơ lý.
* Lấy mẫu nước : Lấy mẫu nước nhằm mục đích xác định tính chất vật lý, thành phần hóa học, tính chất ăn mòn của nước. Mẫu lấy trong các công trình bơm nước thí nghiệm. Dự kiến lấy 3 mẫu.
Ngoài ra còn tiến hành thu thập các tài liệu địa chất thủy văn – địa chất công trình đã có, tài liệu khí tượng thủy văn khu vực lân cận có ảnh hưởng đến khu thăm dò.
3.4. CÔNG TÁC LẤY MẪU, GIA CÔNG, PHÂN TÍCH MẪU VÀ PHÂN TÍCH MẪU MẪU
3.4.1. Công tác lấy mẫu
Đối với mẫu lõi khoan được lấy cho từng phần vỉa, các lớp sét than, than mẫu được lấy theo phương pháp bổ dọc lõi khoan lấy một nửa, đối với các lớp than dày chiều dài mẫu trung bình không quá 1,5 đến 2m. Với các lớp than có chiều dày mỏng có thể lấy toàn bộ lõi khoan. Với những trường hợp có tỷ lệ mẫu cao, khối lượng mẫu lớn, quá trình gia công có thể được rút gọn bằng phương pháp trộn đều chia tư lấy nửa đối đỉnh, nửa còn lại để lưu ở thùng mẫu, đề phòng những trường hợp nghi vấn thì lấy phân tích lại.
Lấy mẫu nhằm nghiên cứu chất lượng than, nghiên cứu khí mỏ. Để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả của công tác mẫu cần tuân theo các nguyên tắc: Nguyên tắc toàn diện, nguyên tắc đại diện, nguyên tắc đầy đủ, nguyên tắc thích hợp với hoàn cảnh địa chất và nhiệm vụ nghiên cứu. Đối tượng lấy mẫu là tất cả các điểm than gặp trong các công trình của tất cả các vỉa than trong diện tích thăm dò. Căn cứ vào mục đích nêu trên, trong phương án thăm dò khai thác dự kiến lấy các loại mẫu và khối lượng như sau: